JP4617078B2 - Multilayer piezoelectric body and piezoelectric vibration element - Google Patents
Multilayer piezoelectric body and piezoelectric vibration element Download PDFInfo
- Publication number
- JP4617078B2 JP4617078B2 JP2003409477A JP2003409477A JP4617078B2 JP 4617078 B2 JP4617078 B2 JP 4617078B2 JP 2003409477 A JP2003409477 A JP 2003409477A JP 2003409477 A JP2003409477 A JP 2003409477A JP 4617078 B2 JP4617078 B2 JP 4617078B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode layer
- layer
- surface electrode
- hole
- conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 24
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 21
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 4
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 claims 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
本発明は、積層圧電体及び圧電型振動素子に関するものである。 The present invention relates to a laminated piezoelectric material and a piezoelectric vibration element.
スピーカ等に用いる圧電型振動素子として、振動板の少なくとも一方に積層圧電体が接合されて構成されたものが知られている。一般に積層圧電体は、電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成されている。そして、積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの電極層が第1の表面電極層と第2の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の電極層が内部電極層を構成する層構造を有している。この種の積層圧電体では、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第1の表面電極層と内部電極層に含まれる1以上の第1の内部電極層とが第1の電気的接続手段により接続され、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第2の表面電極層と内部電極層に含まれる1以上の第2の内部電極層とが第2の電気的接続手段により接続されている。特開2001−16691号に示される積層圧電体では、第1及び第2の電気的接続手段を、表面電極層と内部電極層との間の圧電セラミック層を貫通する孔と、表面電極層に接続されて孔内に露出する内部電極層の一部分と接続される導電部とから構成されている。そして、導電部は、電極層と孔とが形成された基本積層体の孔内に導電ペーストを充填し、該導電ペーストを表面電極層に接続して形成している。
しかしながら、従来の積層圧電体では、第1及び第2の電気的接続手段の導電部の導電性が低かった。また、第1及び第2の電気的接続手段の形成が煩雑になるという問題があった。 However, in the conventional laminated piezoelectric material, the conductivity of the conductive portion of the first and second electrical connecting means is low. There is also a problem that the formation of the first and second electrical connection means becomes complicated.
本発明の目的は、第1及び第2の電気的接続手段の導電部の導電性を高められる積層圧電体及び圧電型振動素子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a laminated piezoelectric body and a piezoelectric vibration element that can enhance the conductivity of the conductive portion of the first and second electrical connecting means.
本発明の他の目的は、第1及び第2の電気的接続手段を容易に形成して、製造の工程数を少なくできる積層圧電体及び圧電型振動素子並びにこれらの製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a laminated piezoelectric body and a piezoelectric vibration element that can easily form the first and second electrical connection means and reduce the number of manufacturing steps, and a method for manufacturing the same. is there.
本発明の他の目的は、圧電セラミック層にクラックが発生するのを防ぐことができる積層圧電体及び圧電型振動素子を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a laminated piezoelectric body and a piezoelectric vibration element capable of preventing cracks from being generated in the piezoelectric ceramic layer.
本発明が改良の対象とする積層圧電体は、積層体と第1の電気的接続手段と第2の電気的接続手段とを備えている。積層体は、電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成され且つ積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの電極層が第1の表面電極層と第2の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の電極層が内部電極層を構成する層構造を有している。第1の電気的接続手段は、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第1の表面電極層と内部電極層に含まれる1以上の第1の内部電極層とを接続する。第2の電気的接続手段は、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第2の表面電極層と内部電極層に含まれる1以上の第2の内部電極層とを接続する。本発明では、第1の電気的接続手段は、第1の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第2の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第1の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる1以上の第1の孔と、第1の表面電極層と連続して形成されて1以上の第1の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する1以上の第1の内部電極層の一部分と接続される1以上の第1の導電部とから構成する。第2の電気的接続手段は、第2の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第1の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第2の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる1以上の第2の孔と、第2の表面電極層と連続して形成されて1以上の第2の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する1以上の第2の内部電極層の一部分と接続される1以上の第2の導電部とから構成する。そして、第1の表面電極層及び1以上の第1の導電部並びに第2の表面電極層及び1以上の第2の導電部を電極ペーストの焼結体を用いて形成する。ここでいう「電極ペースト」とは、銀粉末等の金属粉と樹脂と溶剤との混合物からなるペーストであり、高温加熱すると金属粉が焼結するペーストである。電極ペーストは、通常の導電ペーストに比べて高い導電性を有している。 The laminated piezoelectric material to be improved by the present invention includes a laminated body, a first electrical connection means, and a second electrical connection means. The laminated body is formed by alternately laminating electrode layers and piezoelectric ceramic layers, polarization processing is performed in the laminating direction, and two electrode layers respectively positioned on both sides of the laminating direction are the first surface electrode layer and The second surface electrode layer has a layer structure in which a plurality of electrode layers located inside constitute an internal electrode layer. The first electrical connection means connects the first surface electrode layer and one or more first internal electrode layers included in the internal electrode layer so that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. The second electrical connection means connects the second surface electrode layer and one or more second internal electrode layers included in the internal electrode layer so that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. In the present invention, the first electrical connecting means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and is opposed to the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. One or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the electrode layer, and one or more first holes formed continuously with the first surface electrode layer It comprises one or more first conductive portions that extend along the inner wall and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole. The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and reaches the second internal electrode layer facing the first surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. One or more second holes extending through the laminated body through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween, and the inner surface of the one or more second holes formed continuously with the second surface electrode layer One or more second conductive parts connected to a part of the one or more second internal electrode layers that extend and are exposed in the holes. Then, the first surface electrode layer, the one or more first conductive portions, the second surface electrode layer, and the one or more second conductive portions are formed using a sintered body of electrode paste. The “electrode paste” here is a paste made of a mixture of a metal powder such as silver powder, a resin and a solvent, and is a paste in which the metal powder is sintered when heated at a high temperature. The electrode paste has higher conductivity than a normal conductive paste.
本発明のように、第1及び第2の導電部を第1及び第2の表面電極層とそれぞれ連続して形成すれば、第1及び第2の導電部を第1及び第2の表面電極層を形成する工程で容易に形成することができる。なお、第1及び第2の導電部を第1及び第2の孔に埋め込むビア(埋込ビア)で形成することも考えられるが、埋込ビアを用いると、工程数が多くなる上、圧電セラミック層にクラックが生じるおそれがある。また、導電部を積層圧電体の側面に形成することも考えられるが、このように導電部を形成すると、導電部が外部からの影響により断線が生じやすくなるという問題がある。 If the first and second conductive portions are formed continuously with the first and second surface electrode layers as in the present invention, the first and second conductive portions are formed as the first and second surface electrodes. It can be easily formed in the step of forming the layer. Although it may be possible to form the first and second conductive portions with vias (embedded vias) embedded in the first and second holes, the use of embedded vias increases the number of processes and increases the piezoelectricity. There is a risk of cracks in the ceramic layer. In addition, it is conceivable to form the conductive portion on the side surface of the laminated piezoelectric material. However, when the conductive portion is formed in this way, there is a problem that the conductive portion is likely to be disconnected due to an external influence.
特に本発明では、第1の表面電極層及び1以上の第1の導電部並びに第2の表面電極層及び1以上の第2の導電部を電極ペーストの焼結体を用いて形成するので、導電部及び電極層の導電率を高めることができる。 In particular, in the present invention, the first surface electrode layer and the one or more first conductive portions and the second surface electrode layer and the one or more second conductive portions are formed using a sintered body of electrode paste. The conductivity of the conductive portion and the electrode layer can be increased.
第1及び第2の内部電極層が複数になる場合、即ち、第1の内部電極層が第1の導電部の中間部に接続される1以上の第1の中間電極層と、1の導電部の端部に接続される第1の端部側電極層とを含み、第2の内部電極層が第2の導電部の中間部に接続される1以上の第2の中間電極層と、第2の導電部の端部に接続される第2の端部側電極層とを含む場合は、例えば、次のような構成を採用することができる。 When there are a plurality of first and second internal electrode layers, that is, one or more first intermediate electrode layers in which the first internal electrode layer is connected to an intermediate portion of the first conductive portion and one conductive layer One or more second intermediate electrode layers including a first end-side electrode layer connected to an end portion of the portion, wherein the second internal electrode layer is connected to an intermediate portion of the second conductive portion, In the case of including the second end portion side electrode layer connected to the end portion of the second conductive portion, for example, the following configuration can be adopted.
まず、第1の孔及び第2の孔を、1以上の第1の中間電極層及び1以上の第2の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する環状接続部を形成するように、開口部から積層圧電体の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成する。そして、第1の導電部及び第2の導電部を第1の孔内及び第2の孔内の各環状接続部にそれぞれ接続する。このようにすれば、第1及び第2の導電部は、第1及び第2の中間電極層の環状の接続部にそれぞれ接続されるため、第1及び第2の導電部と第1及び第2の中間電極層とのそれぞれの接続面積が増え、両者の接続を確実に行うことができる。 First, the first hole and the second hole are provided with an annular connection portion in which each of the one or more first intermediate electrode layers and the one or more second intermediate electrode layers is exposed in an annular shape in each hole. As formed, the cross-sectional area is reduced stepwise as it goes from the opening toward the inside of the multilayer piezoelectric body. Then, the first conductive portion and the second conductive portion are connected to the annular connection portions in the first hole and the second hole, respectively. In this way, since the first and second conductive portions are connected to the annular connection portions of the first and second intermediate electrode layers, respectively, the first and second conductive portions and the first and second conductive portions are connected. The respective connection areas with the intermediate electrode layer 2 are increased, and the two can be reliably connected.
第1の中間電極層及び第2の中間電極層がそれぞれ一層からなる場合は、環状接続部の外側輪郭が円形になり、内側輪郭が楕円形になるように、第1の表面電極層及び第2の表面電極層と第1の中間電極層及び第2の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、第1の中間電極層及び第2の中間電極層と第1の端部側電極層及び第2の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有するように第1の孔及び第2の孔を構成するのが好ましい。このようにすれば、環状接続部の面積が増え、第1及び第2の導電部と第1及び第2の中間電極層とのそれぞれの接続が確実になる。しかも、環状接続部の内側輪郭となる楕円形の長径部によって、第1及び第2の孔の小径部内への電極ペーストの侵入が容易になる。 When each of the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer is composed of one layer, the first surface electrode layer and the second intermediate electrode layer are formed so that the outer contour of the annular connection portion is circular and the inner contour is elliptical. A large diameter portion located between each of the two surface electrode layers and the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, and the first intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and the first end portion. It is preferable that the first hole and the second hole are configured so as to have a small-diameter portion positioned between the side electrode layer and the second end side electrode layer. By doing so, the area of the annular connection portion is increased, and the connection between the first and second conductive portions and the first and second intermediate electrode layers is ensured. In addition, the elliptical long diameter portion serving as the inner contour of the annular connection portion facilitates the penetration of the electrode paste into the small diameter portions of the first and second holes.
積層体は、対向する一対の短辺と対向する一つの長辺とを有する矩形の板形状を有するように構成するのが好ましい。このようにすれば、積層圧電体の振幅を大きくできる利点がある。 The laminated body is preferably configured to have a rectangular plate shape having a pair of opposed short sides and one long side facing each other. In this way, there is an advantage that the amplitude of the laminated piezoelectric material can be increased.
第1の電気的接続手段は、複数の第1の孔と複数の第1の導電部とから構成し、第2の電気的接続手段は、複数の第2の孔と複数の第2の導電部とから構成し、複数の第1の孔及び複数の第2の孔は、積層体の短辺にそれぞれ沿って形成するのが好ましい。このようにすれば、複数の導電部のいずれかに断線が生じても他の導電部の接続により、表面電極層と内部電極層との電気的接続を維持することができる。更に、複数の第1の孔及び複数の第2の孔は、積層体の短辺にそれぞれ沿って形成するので内部電極層の面積を大きくできる利点がある。 The first electrical connection means includes a plurality of first holes and a plurality of first conductive portions, and the second electrical connection means includes a plurality of second holes and a plurality of second conductive parts. The plurality of first holes and the plurality of second holes are preferably formed along the short sides of the laminate. In this way, even if a disconnection occurs in any of the plurality of conductive portions, the electrical connection between the surface electrode layer and the internal electrode layer can be maintained by the connection of the other conductive portions. Furthermore, since the plurality of first holes and the plurality of second holes are formed along the short sides of the multilayer body, there is an advantage that the area of the internal electrode layer can be increased.
本発明の積層圧電体の製造方法は、第1の表面電極層及び第2の表面電極層を予め備えておらず、しかも第1の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第2の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第1の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる1以上の第1の孔を備え、第2の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第1の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第2の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる1以上の第2の孔を備えた基本積層体を形成する工程を有する。そして、基本積層体に対して、1以上の第1の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する1以上の第1の内部電極層の一部分に接続される1以上の第1の導電部と該1以上の第1の導電部と連続する第1の表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程と、基本積層体に対して、1以上の第2の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する1以上の第2の内部電極層の一部分に接続される1以上の第2の導電部と該1以上の第2の導電部と連続する第2の表面電極層とを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程とを有している。本発明のように積層圧電体を製造すれば、第1及び第2の導電部を第1及び第2の表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成するので、第1及び第2の導電部を第1及び第2の表面電極層を形成する工程で容易に形成することができ、積層圧電体の製造工数を減らすことができる。 The method for manufacturing a laminated piezoelectric material according to the present invention does not include the first surface electrode layer and the second surface electrode layer in advance, passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer, and the second surface electrode layer. Including one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer located between the surface electrode layer and the piezoelectric ceramic layer, which are opposed to each other through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween. Penetrates through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and through the piezoelectric ceramic layer positioned between the first surface electrode layer and the second internal electrode layer facing each other with the piezoelectric ceramic layer therebetween And forming a basic laminate including one or more second holes extending through the laminate. Then, one or more first conductives extending along the inner wall of the one or more first holes and connected to a part of the one or more first internal electrode layers exposed in the holes with respect to the basic laminate. A step of simultaneously forming the first surface electrode layer continuous with the one or more first conductive portions using the same electrode paste by a printing technique; One or more second conductive parts that extend along the inner wall of the hole and are connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole, and a first part that is continuous with the one or more second conductive parts. And the step of simultaneously forming the two surface electrode layers using an electrode paste by a printing technique. If the laminated piezoelectric material is manufactured as in the present invention, the first and second conductive portions are formed simultaneously with the first and second surface electrode layers by the printing technique using the same electrode paste. The second conductive portion can be easily formed in the step of forming the first and second surface electrode layers, and the number of manufacturing steps of the laminated piezoelectric body can be reduced.
1以上の第1の内部電極層が第1の導電部の中間部に接続される第1の中間電極層と、第1の導電部の端部に接続される第1の端部側電極層とを含み、1以上の第2の内部電極層が第2の導電部の中間部に接続される第2の中間電極層と、第2の導電部の端部に接続される第2の端部側電極層とを含む場合では、積層圧電体の製造方法は、第1の表面電極層及び第2の表面電極層を予め備えておらず、しかも第1の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第2の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第1の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる1以上の第1の孔を備え、第2の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第1の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第2の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる1以上の第2の孔を備え、第1の孔及び第2の孔が、第1の中間電極層及び第2の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する外側輪郭が円形で内側輪郭が楕円形の環状接続部を形成するように、第1の表面電極層及び第2の表面電極層と第1の中間電極層及び第2の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、第1の中間電極層及び第2の中間電極層と第1の端部側電極層及び第2の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有する基本積層体を形成する工程を有する。そして、基本積層体に対して、1以上の第1の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する第1の中間電極層の環状接続部と第1の端部側電極層の一部分に接続される1以上の第1の導電部と該1以上の第1の導電部と連続する第1の表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程と、基本積層体に対して、1以上の第2の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する第2の中間電極層の環状接続部と第2の端部側電極層の一部分に接続される1以上の第2の導電部と該1以上の第2の導電部と連続する第2の表面電極層とを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程とを有している。本発明のように積層圧電体を製造すれば、環状接続部の面積が増え、第1及び第2の導電部と第1及び第2の中間電極層とのそれぞれの接続が確実になる。しかも、環状接続部の内側輪郭となる楕円形の長径部によって、第1及び第2の孔の小径部内への電極ペーストの侵入が容易になる。 A first intermediate electrode layer in which one or more first internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the first conductive portion, and a first end-side electrode layer connected to an end portion of the first conductive portion A second intermediate electrode layer in which one or more second internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the second conductive portion, and a second end connected to an end portion of the second conductive portion In the case of including the part-side electrode layer, the method for manufacturing the laminated piezoelectric body does not include the first surface electrode layer and the second surface electrode layer in advance and is adjacent to the first surface electrode layer. One or more first layers extending through the laminate through the piezoelectric ceramic layer positioned between the first surface electrode layer and the first internal electrode layer facing each other with the second surface electrode layer and the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. 1 hole, penetrates the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer, and the first surface electrode layer and the piezoelectric ceramic. One or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the second internal electrode layer facing each other through the layers, the first hole and the second hole The hole forms an annular connection part in which a part of each of the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole and the outer contour is circular and the inner contour is elliptical. A large-diameter portion positioned between the first surface electrode layer and the second surface electrode layer and the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, and the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer; Forming a basic laminate having an electrode layer and a small diameter portion located between the first end portion side electrode layer and the second end portion side electrode layer. Then, with respect to the basic laminate, the annular connection portion of the first intermediate electrode layer that extends along the inner wall of the one or more first holes and is exposed in the hole, and a part of the first end side electrode layer A step of simultaneously forming one or more first conductive parts to be connected and a first surface electrode layer continuous with the one or more first conductive parts by using a printing technique using the same electrode paste; On the other hand, one or more connected to the annular connection portion of the second intermediate electrode layer and a part of the second end side electrode layer extending along the inner wall of the one or more second holes and exposed in the hole Forming a second conductive portion and a second surface electrode layer continuous with the one or more second conductive portions simultaneously using a printing technique using an electrode paste. If the laminated piezoelectric material is manufactured as in the present invention, the area of the annular connection portion is increased, and the connection between the first and second conductive portions and the first and second intermediate electrode layers is ensured. In addition, the elliptical long diameter portion serving as the inner contour of the annular connection portion facilitates the penetration of the electrode paste into the small diameter portions of the first and second holes.
第1の表面電極層及び第2の表面電極層の少なくとも一方には、分極処理の極性を示す極性判別マークを印刷技術を用いて形成するのが好ましい。例えば、表面電極層の一部に電極層が形成されない欠損部を設けること等により極性判別マークを形成することができる。このようにすれば、極性判別マークを形成する工程を別途に設けなくても、表面電極層を形成する工程で極性判別マークを形成することでき、積層圧電体の製造工数を増やすことがない。 It is preferable to form a polarity discrimination mark indicating the polarity of the polarization treatment on at least one of the first surface electrode layer and the second surface electrode layer using a printing technique. For example, the polarity discrimination mark can be formed by providing a defective portion where the electrode layer is not formed on a part of the surface electrode layer. In this way, the polarity discrimination mark can be formed in the step of forming the surface electrode layer without separately providing the step of forming the polarity discrimination mark, and the number of manufacturing steps of the laminated piezoelectric body is not increased.
本発明が改良の対象とする圧電型振動素子は、振動板の少なくとも一方の面に積層圧電体が接合されて構成されている。本発明では、積層圧電体は、積層体と第1の電気的接続手段と第2の電気的接続手段とを備えている。積層体は、電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成され且つ積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの電極層が第1の表面電極層と第2の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の電極層が内部電極層を構成する層構造を有している。第1の電気的接続手段は、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第1の表面電極層と内部電極層に含まれる1以上の第1の内部電極層とを接続する。第2の電気的接続手段は、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第2の表面電極層と内部電極層に含まれる1以上の第2の内部電極層とを接続する。第1の電気的接続手段は、第1の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第2の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第1の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる1以上の第1の孔と、第1の表面電極層と連続して形成されて1以上の第1の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する1以上の第1の内部電極層の一部分と接続される1以上の第1の導電部とから構成する。第2の電気的接続手段は、第2の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第1の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第2の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる1以上の第2の孔と、第2の表面電極層と連続して形成されて1以上の第2の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する1以上の第2の内部電極層の一部分と接続される1以上の第2の導電部とから構成する。そして、第1の表面電極層及び1以上の第1の導電部並びに第2の表面電極層及び1以上の第2の導電部を電極ペーストの焼結体を用いて形成する。 The piezoelectric vibration element to be improved by the present invention is configured by bonding a laminated piezoelectric body to at least one surface of a diaphragm. In the present invention, the multilayer piezoelectric body includes a multilayer body, first electrical connection means, and second electrical connection means. The laminated body is formed by alternately laminating electrode layers and piezoelectric ceramic layers, polarization processing is performed in the laminating direction, and two electrode layers respectively positioned on both sides of the laminating direction are the first surface electrode layer and The second surface electrode layer has a layer structure in which a plurality of electrode layers located inside constitute an internal electrode layer. The first electrical connection means connects the first surface electrode layer and one or more first internal electrode layers included in the internal electrode layer so that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. The second electrical connection means connects the second surface electrode layer and one or more second internal electrode layers included in the internal electrode layer so that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. The first electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and reaches the first internal electrode layer facing the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. And one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned between them and the first surface electrode layer, and formed along the inner walls of the one or more first holes. One or more first conductive parts connected to a part of the one or more first internal electrode layers that extend and are exposed in the holes. The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and reaches the second internal electrode layer facing the first surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. One or more second holes extending through the laminated body through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween, and the inner surface of the one or more second holes formed continuously with the second surface electrode layer One or more second conductive parts connected to a part of the one or more second internal electrode layers that extend and are exposed in the holes. Then, the first surface electrode layer, the one or more first conductive portions, the second surface electrode layer, and the one or more second conductive portions are formed using a sintered body of electrode paste.
本発明のように、第1及び第2の導電部を第1及び第2の表面電極層とそれぞれ連続して形成すれば、第1及び第2の導電部を第1及び第2の表面電極層を形成する工程で容易に形成することができる。特に本発明では、第1の表面電極層及び1以上の第1の導電部並びに第2の表面電極層及び1以上の第2の導電部を電極ペーストの焼結体を用いて形成するので、導電部及び電極層の導電率を高めることができる。 If the first and second conductive portions are formed continuously with the first and second surface electrode layers as in the present invention, the first and second conductive portions are formed as the first and second surface electrodes. It can be easily formed in the step of forming the layer. In particular, in the present invention, the first surface electrode layer and the one or more first conductive portions and the second surface electrode layer and the one or more second conductive portions are formed using a sintered body of electrode paste. The conductivity of the conductive portion and the electrode layer can be increased.
振動板の両面にそれぞれ積層圧電体を接合することもできる。この場合、振動板の両面に、両側に配置される二つの積層圧電体の一方の積層圧電体の第1の表面電極層と他方の積層圧電体の第2の表面電極層とをそれぞれ接続すればよい。 A laminated piezoelectric material can be bonded to both surfaces of the diaphragm. In this case, the first surface electrode layer of one laminated piezoelectric material and the second surface electrode layer of the other laminated piezoelectric material are connected to both surfaces of the diaphragm, respectively. That's fine.
また、このように振動板の両面にそれぞれ積層圧電体を接合する場合は、第1の表面電極層及び第2の表面電極層の少なくとも一方には、分極処理の極性を示す極性判別マークを形成するのが好ましい。このようにすれば、二つの積層圧電体を振動板の両面にそれぞれ接合する際に、極性判別マークにより、振動板の両面にそれぞれ接合する第1の表面電極層及び第2の表面電極層を容易に判別することができる。 In addition, when the laminated piezoelectric bodies are bonded to both surfaces of the diaphragm in this way, a polarity discrimination mark indicating the polarity of the polarization treatment is formed on at least one of the first surface electrode layer and the second surface electrode layer. It is preferable to do this. According to this configuration, when the two laminated piezoelectric bodies are bonded to both surfaces of the diaphragm, the first surface electrode layer and the second surface electrode layer bonded to both surfaces of the diaphragm are respectively connected by the polarity determination marks. It can be easily distinguished.
本発明の圧電型振動素子の製造方法は、第1の表面電極層及び第2の表面電極層を予め備えておらず、しかも第1の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第2の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第1の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる1以上の第1の孔を備え、第2の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第1の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第2の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる1以上の第2の孔を備えた基本積層体を形成する工程を有している。そして、基本積層体に対して、1以上の第1の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する1以上の第1の内部電極層の一部分に接続される1以上の第1の導電部と該1以上の第1の導電部と連続する表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程と、基本積層体に対して、1以上の第2の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する1以上の第2の内部電極層の一部分に接続される1以上の第2の導電部と該1以上の第2の導電部と連続する第2の表面電極層とを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程を有している。そして、積層圧電体に分極処理を施して積層圧電体を作る工程と、二つの積層圧電体を振動板の両面にそれぞれ接合する工程とを更に有している。 The method for manufacturing a piezoelectric vibration element of the present invention does not include the first surface electrode layer and the second surface electrode layer in advance, and penetrates through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and the first surface electrode layer. Two or more first holes extending through the laminated body through the piezoelectric ceramic layer positioned between the two surface electrode layers and the first internal electrode layer facing each other with the surface electrode layer and the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween, A piezoelectric ceramic layer located between the first surface electrode layer and the second internal electrode layer that passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and opposes the first surface electrode layer and the piezoelectric ceramic layer therebetween; Forming a basic laminate having one or more second holes extending therethrough and extending through the laminate. Then, one or more first conductives extending along the inner wall of the one or more first holes and connected to a part of the one or more first internal electrode layers exposed in the holes with respect to the basic laminate. A step of simultaneously forming a portion and the one or more first conductive portions and a continuous surface electrode layer by a printing technique using the same electrode paste, and an inner wall of one or more second holes with respect to the basic laminate And one or more second conductive parts connected to a portion of the one or more second internal electrode layers that are exposed in the holes and are continuous with the one or more second conductive parts. And a step of simultaneously forming the electrode layer using an electrode paste by a printing technique. The method further includes a step of applying a polarization process to the laminated piezoelectric body to produce a laminated piezoelectric body and a step of joining the two laminated piezoelectric bodies to both surfaces of the diaphragm.
この場合、第1の表面電極層及び第2の表面電極層の少なくとも一方に、分極処理の極性を示す極性判別マークを印刷技術を用いて形成し、極性判別マークに基づいて、振動板の両面に第1の表面電極層及び第2の表面電極層がそれぞれ接続されるように、二つの積層圧電体を振動板の両面にそれぞれ接合するのが好ましい。このようにすれば、二つの積層圧電体を振動板の両面にそれぞれ接合する際に、極性判別マークにより、振動板の両面にそれぞれ接合する第1の表面電極層及び第2の表面電極層を容易に判別することができる。 In this case, at least one of the first surface electrode layer and the second surface electrode layer is formed with a polarity discrimination mark indicating the polarity of the polarization treatment using a printing technique, and both surfaces of the diaphragm are formed based on the polarity discrimination mark. It is preferable that the two laminated piezoelectric bodies are bonded to both surfaces of the diaphragm so that the first surface electrode layer and the second surface electrode layer are connected to each other. According to this configuration, when the two laminated piezoelectric bodies are bonded to both surfaces of the diaphragm, the first surface electrode layer and the second surface electrode layer bonded to both surfaces of the diaphragm are respectively connected by the polarity determination marks. It can be easily distinguished.
本発明によれば、第1及び第2の導電部を第1及び第2の表面電極層とそれぞれ連続して形成するので、第1及び第2の導電部を第1及び第2の表面電極層を形成する工程で容易に形成することができる。特に本発明では、第1の表面電極層及び1以上の第1の導電部並びに第2の表面電極層及び1以上の第2の導電部を電極ペーストの焼結体を用いて形成するので、導電部及び電極層の導電率を高めることができる。 According to the present invention, since the first and second conductive portions are formed continuously with the first and second surface electrode layers, respectively, the first and second conductive portions are formed as the first and second surface electrodes. It can be easily formed in the step of forming the layer. In particular, in the present invention, the first surface electrode layer and the one or more first conductive portions and the second surface electrode layer and the one or more second conductive portions are formed using a sintered body of electrode paste. The conductivity of the conductive portion and the electrode layer can be increased.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図1及び図2は、本発明の一実施の形態の圧電型振動素子1の正面図及び裏面図である。なお、理解を容易にするため、図1及び図2では、圧電型振動素子1の厚み寸法を誇張して描いている。各図に示すように、圧電型振動素子1は、振動板5と該振動板5の両面にそれぞれ接合された積層圧電体7とを有している。振動板5は、真鍮、ニッケル合金またはステンレスからなる金属板によって形成されており、矩形状を有している。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are a front view and a back view of a
図3は、圧電型振動素子1の断面を模式的に表した図である。本図に示すように、積層圧電体7は、積層体8と、積層体8内に形成された第1及び第2の電気的接続手段17A,17Bとを有している。積層体8は、4つの電極層13A〜13Dと3つの第1〜第3の圧電セラミック層15A〜15Cとが交互に積層され、これらの積層の方向に分極処理が施されて構成されており、図2に示すように、対向する一対の短辺と対向する一つの長辺とを有する矩形の板状を有している。本例では、図3に向かって上方及び下方に負極及び正極の電圧が印加されて分極処理が施されている。振動板5の両側に配置される二つの積層圧電体7は、分極処理による極性が異なる面が振動板5の両側にそれぞれ接続されるように、振動板5に接合されている。4つの電極層13A〜13Dは、いずれも銀粉末からなる金属粉45〜55重量%と樹脂5〜15重量%及び溶剤(残部)からなる電極ペーストを600℃〜900℃で焼結することにより形成されている。本例では、電極ペーストとして、ナミックス株式会社から販売されているSR−1192Bを用いた。4つの電極層13A〜13Dの内、積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの電極層が第1の表面電極層13Aと第2の表面電極層13Dとを構成し、積層体8の内部に位置する電極層が第1の内部電極層13C及び第2の内部電極層13Bを構成している。そして、第1の表面電極層13Aと第2の内部電極層13Bは、第1の圧電セラミック層15Aの両面にそれぞれ形成されており、第1の内部電極層13Cと第2の表面電極層13Dは、第3の圧電セラミック層15Cの両面にそれぞれ形成されている。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section of the
第1の表面電極層13Aと第1の内部電極層13Cとは、4つの電極層13A〜13Dが交互に異なる極性になるように第1の電気的接続手段17Aを介して電気的に接続されている。第1の電気的接続手段17Aは、積層体8内を延びる2つの第1の孔19と、2つの第1の孔19内にそれぞれ形成された2つの第1の導電部21とから構成されている。2つの第1の孔19は、それぞれ積層体8の短辺に沿う該積層体8の縁部に並んで開口するように形成されている(図2の符号25aの位置を参照)。また、第1の孔19は、第1の表面電極層13Aに隣接する第1の圧電セラミック層15Aを貫通し且つ第2の表面電極層13Dと第3の圧電セラミック層15Cを間に介して対向する第1の内部電極層13Cに至るまでその間に位置する第2の圧電セラミック層15Bを貫通して積層体8内を延びている。更に、第1の孔19は、第2の内部電極層13Bを内部に露出させないように、第2の内部電極層13Bの端部の外側を延びるように第1及び第2の圧電セラミック層15A,15Bを貫通している。第1の導電部21は、図4の詳細な断面図に示すように、電極ペーストの焼結体により第1の表面電極層13Aと連続して形成されて第1の孔19の内壁に添って延びて孔19内に露出する第1の内部電極層13Cの一部分と接続されている。また、第1の孔19はある程度の深みを有しているため、第1の導電部21の上部には凹部21aが形成されている。
The first
第2の表面電極層13Dと第2の内部電極層13Bとは、4つの電極層13A〜13Dが交互に異なる極性になるように第2の電気的接続手段17Bを介して電気的に接続されている。第2の電気的接続手段17Bは、積層体8内を延びる2つの第2の孔23と、2つの第2の孔23内にそれぞれ形成された2つの第2の導電部25とから構成されている。2つの第2の孔23は、それぞれ積層圧電体7の2つの第1の孔19が形成された側の反対側の対向する積層体8の短辺に沿う該積層体8の縁部に並んで開口するように形成されている。また、第2の孔23は、第2の表面電極層13Dに隣接する第3の圧電セラミック層15Cを貫通し且つ第1の表面電極層13Aと第2の圧電セラミック層15Bを間に介して対向する第2の内部電極層13Bに至るまでその間に位置する第2の圧電セラミック層15Bを貫通して積層体8内を延びている。更に、第2の孔23は、第1の内部電極層13Cを内部に露出させないように、第1の内部電極層13Cの端部の外側を延びるように第3及び第2の圧電セラミック層15C,15Bを貫通している。第2の導電部25は、図4に示す第1の導電部21と同じような態様で、第2の表面電極層13Dと連続して形成されて第2の孔23の内壁に添って延びて孔23内に露出する第2の内部電極層13Bの一部分と接続されている。また、第2の孔23はある程度の深みを有しているため、第2の導電部25の上部には凹部25aが形成されている(図2参照)。
The second
また、第2の表面電極層13Dには、積層圧電体7の分極処理の極性を示す極性判別マーク27が形成されている。極性判別マーク27は、第2の電気的接続手段17Bが形成された側の反対側の縁部において、第2の表面電極層13Dの一部に電極層が形成されない欠損部を設けることにより構成されている。極性判別マーク27は、後述する圧電型振動素子1の製造方法において、振動板9の両面にそれぞれ接合する積層圧電体7,7の接合面を判断するためのマークである。本例では、積層圧電体7の正極が印加された側の電極(第2の表面電極層13D)に極性判別マーク27を形成している。
In addition, a
本例の圧電型振動素子1では、図3に向かって上方の積層圧電体7の第1の表面電極層13A及び下方の積層圧電体7の第2の表面電極層13Dに正極に接続され、振動板5に負極が接続されて振動を発生する。
In the
次に、本例の圧電型振動素子1の製造方法について説明する。まず、図5(A)に示すように、第1〜第3のセラミック層材料29A〜29Cを用意する。第1のセラミック層材料29Aは、第1のグリーンシート31に第2の内部電極層13B及び第1の孔19の一部を形成する貫通孔33が形成されて構成されている。第2のセラミック層材料29Bは、第2のグリーンシート35に第1の孔19の一部を形成する貫通孔37と第2の孔23の一部を形成する貫通孔39とが形成されて構成されている。第3のセラミック層材料29Cは、第3のグリーンシート41に第1の内部電極層13C及び第2の孔23の一部を形成する貫通孔42が形成されて構成されている。
Next, a method for manufacturing the
次に、図5(B)に示すように、第2の内部電極層13Bと第1の内部電極層13Cとが第2のグリーンシート35を間に介して対向するように、第1〜第3のセラミック層材料29A〜29Cを積層して貼り合わせる。そして、900℃〜1100℃で1〜8時間焼成する。これにより、第1〜第3のグリーンシート31,35,41は、第1〜第3のセラミック層31’,35’,41’となり、基本積層体43が形成される。基本積層体43は、第1の表面電極層及び第2の表面電極層を予め備えておらず、第1及び第2の孔19,23を備えた構造を有している。
Next, as shown in FIG. 5 (B), the first to first so that the second
次に、図5(C)に示すように、基本積層体43に対して、第2の孔23の内壁に添って延びて孔23内に露出する第2の内部電極層13Bの一部分に接続される第2の導電部25と該第2の導電部25と連続する第2の表面電極層13Dとを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する。このとき、第2の表面電極層13Dの一部に電極層が形成されない欠損部を設けて極性判別マーク27を形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, the
次に、図5(D)に示すように、基本積層体43の上下を反転する。そして、図5(E)に示すように、基本積層体43に対して、第1の孔19の内壁に添って延びて孔19内に露出する第1の内部電極層13Cの一部分に接続される第1の導電部21と該第1の導電部21と連続する第1の表面電極層13Aとを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する。そして、電極ペーストを600℃〜900℃で加熱して焼結する。
Next, as shown in FIG. 5D, the upper and lower sides of the
次に、第1の表面電極層13A及び極性判別マーク27が形成された第2の表面電極層13Dに負極及び正極の電圧を印加して分極処理を施こす。これにより、第1〜第3のセラミック層31’,35’,41’は、第1〜第3の圧電セラミック層15A〜15Cとなり、積層圧電体7が完成する。また、極性判別マーク27が形成された面が正極が印加された面として分極の極性の判別が可能になる。
Next, the first surface electrode layer 13 </ b> A and the second surface electrode layer 13 </ b> D on which the
次に、極性判別マーク27に基づいて、振動板5の両面に第1の表面電極層13A及び第2の表面電極層13Dがそれぞれ接続されるように、二つの積層圧電体7,7を振動板5の両面にそれぞれ接合して図3に示すような圧電型振動素子1を完成した。
Next, based on the
なお、上記例では、第2の導電部25及び第2の表面電極層13Dを形成した後に第1の導電部21及び第1の表面電極層13Aを形成したが、第1の導電部21及び第1の表面電極層13Aを形成した後に第2の導電部25及び第2の表面電極層13Dを形成してもよいのは勿論である。本例の製造方法では、第1及び第2の導電部21,25を第1及び第2の表面電極層13A,13Dとそれぞれ連続して形成するので、第1及び第2の導電部21,25を第1及び第2の表面電極層13A,13Dを形成する工程で容易に形成することができる。
In the above example, the first
なお、上記の製造方法では、1つの圧電型振動素子を製造する例を示したが、圧電型振動素子を多数個取りにより製造して量産化を図れるのは勿論である。 In the above manufacturing method, an example in which one piezoelectric vibration element is manufactured has been shown, but it is needless to say that a large number of piezoelectric vibration elements can be manufactured for mass production.
図6は、本発明の他の実施の形態の圧電型振動素子101の断面を模式的に表した図である。本例の圧電型振動素子101は、積層圧電体107を除いて図3に示す圧電型振動素子1と同じ構造を有しているので、図3に示す圧電型振動素子と共通する部材には、図3に付した符号に100を加えた符号を付してその説明を省略する。図6に示すように、本例の圧電型振動素子101の積層圧電体107は、6つの電極層113A〜113Fと5つの第1〜第5の圧電セラミック層115A〜115Eとが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施された積層体108と、積層体108内に形成された第1及び第2の電気的接続手段117A,117Bとを有している。6つの電極層113A〜113Fの内、積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの電極層が第1の表面電極層113Aと第2の表面電極層113Fとを構成し、積層体108の内部に位置する電極層が第1の内部電極層113C,113E及び第2の内部電極層113B,113Dを構成している。更に第1の内部電極層113C,113Eの内、後述する第1の導電部121の中間部に接続される第1の内部電極層が第1の中間電極層113Cを構成し、第1の導電部121の端部に接続される第1の内部電極層が第1の端部側電極層113Eを構成している。また、第2の内部電極層113B,113Dの内、後述する第2の導電部125の中間部に接続される第2の内部電極層が第2の中間電極層113Dを構成し、第2の導電部125の端部に接続される第2の内部電極層が第2の端部側電極層113Bを構成している。そして、第1の表面電極層113Aと第2の端部側電極層113Bは、第1の圧電セラミック層115Aの両面にそれぞれ形成されており、第1の中間電極層113Cと第2の中間電極層113Dは、第3の圧電セラミック層115Cの両面にそれぞれ形成されており、第1の端部側電極層113Eと第2の表面電極層113Fは、第5の圧電セラミック層115Eの両面にそれぞれ形成されている。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross section of a
第1の表面電極層113Aと第1の中間電極層113Cと第1の端部側電極層113Eとは、6つの電極層113A〜113Fが交互に異なる極性になるように第1の電気的接続手段117Aを介して電気的に接続されている。第1の電気的接続手段117Aは、積層体108内を延びる2つの第1の孔119と、2つの第1の孔119内にそれぞれ形成された2つの第1の導電部121とから構成されている。2つの第1の孔119は、それぞれ積層圧電体107の縁部に並んで開口するように形成されており、第1の表面電極層113Aに隣接する第1の圧電セラミック層115Aを貫通し且つ第2の表面電極層113Fと第5の圧電セラミック層115Eを間に介して対向する第1の端部側電極層113Eに至るまでその間に位置する第2〜第4の圧電セラミック層115B〜115Dを貫通して積層体108内を延びている。また、第1の孔119は、第1の中間電極層113Cの一部が孔119内に環状に露出する環状接続部113C1が形成されるように、第1の孔119の開口部から積層圧電体107の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成されている。更に、第1の孔119は、第2の端部側電極層113B及び第2の中間電極層113Dを内部に露出させないように、第2の端部側電極層113Bの端部及び第2の中間電極層113Dの端部の外側を延びるように第1〜第4の圧電セラミック層115A〜115Dを貫通している。より具体的には、第1の孔119は、図7に詳細に示すように、開口部に位置する第1の表面電極層113Aから第1の中間電極層113Cまで延びる横断面が円形の大径部119aと第1の中間電極層113Cから第1の端部側電極層113Eまで延びる横断面が楕円形の小径部119bとを有している。このため、図8に示すように第1の中間電極層113Cの環状接続部113C1は、外側輪郭が円形を有し、内側輪郭が楕円形を有している。
The first
第1の導電部121は、図7に示すように、電極ペーストにより第1の表面電極層113Aと連続して形成されて第1の孔119の内壁に添って延びて孔119内に露出する第1の中間電極層113Cの環状接続部113C1及び第1の端部側電極層113Eの一部分と接続されている。また、第1の孔119はある程度の深みを有しているため、第1の導電部121の上部には凹部121aが形成されている。
As shown in FIG. 7, the first
第2の表面電極層113Fと第2の中間電極層113Dと第2の端部側電極層113Bとは、6つの電極層113A〜113Fが交互に異なる極性になるように第2の電気的接続手段117Bを介して電気的に接続されている。第2の電気的接続手段117Bは、積層体108内を延びる2つの第2の孔123と、2つの第2の孔123内にそれぞれ形成された2つの第2の導電部125とから構成されている。2つの第2の孔123は、それぞれ積層圧電体107の2つの第1の孔119が形成された側の反対側の縁部に並んで開口するように形成されており、第2の表面電極層113Fに隣接する第5の圧電セラミック層115Eを貫通し且つ第1の表面電極層113Aと第1の圧電セラミック層115Aを間に介して対向する第2の端部側電極層113Bに至るまでその間に位置する第2〜第5の圧電セラミック層115B〜115Eを貫通して積層体108内を延びている。また、第2の孔123は、第2の中間電極層113Dの一部が孔内に環状に露出する環状接続部113D1が形成されるように、第2の孔123の開口部から積層圧電体107の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成されている。更に、第2の孔123は、第1の端部側電極層113E及び第1の中間電極層113Cを内部に露出させないように、第1の端部側電極層113Eの端部及び第1の中間電極層113Cの端部の外側を延びるように第2〜第5の圧電セラミック層115B〜115Eを貫通している。より具体的には、第2の孔123は、図7に示す第1の孔119と同じような態様で、開口部に位置する第2の表面電極層113Fから第2の中間電極層113Dまで延びる横断面が円形の大径部123aと第2の中間電極層113Dから第2の端部側電極層113Bまで延びる横断面が楕円形の小径部123bとを有している。このため、図8に示すように第2の中間電極層113Dの環状接続部113D1は、環状接続部113C1と同様に、外側輪郭が円形を有し、内側輪郭が楕円形を有している。
The second
第2の導電部125は、図7に示す第1の導電部121と同じような態様で、第2の表面電極層113Fと連続して形成されて第2の孔123の内壁に添って延びて孔123内に露出する第2の中間電極層113Dの環状接続部113D1及び第2の端部側電極層113Bの一部分と接続されている。また、第2の孔123はある程度の深みを有しているため、第2の導電部125の上部には凹部125aが形成されている。そして、本例では、第2の表面電極層113Fに、積層圧電体107の分極処理の極性を示す極性判別マーク127が形成されている。
The second
本例の圧電型振動素子も図5A〜図5Eに示す圧電型振動素子の製造方法と同様にして、製造することができる。また、本例の圧電型振動素子101では、第1及び第2の導電部121,125は、第1及び第2の中間電極層113C,113Dの環状の接続部113C1,113D1にそれぞれ接続されるため、第1及び第2の導電部121,125と第1及び第2の中間電極層113C,113Dとのそれぞれの接続を確実に行うことができる。
The piezoelectric vibration element of this example can also be manufactured in the same manner as the method for manufacturing the piezoelectric vibration element shown in FIGS. 5A to 5E. In the
なお、上記各例の圧電型振動素子では、振動板の両面に積層圧電体をそれぞれ接合したが、振動板の一方の面のみに積層圧電体を接合するものにも本発明が適用できるのは勿論である。 In the piezoelectric vibration element of each of the above examples, the laminated piezoelectric material is bonded to both surfaces of the vibration plate. However, the present invention can also be applied to the case where the laminated piezoelectric material is bonded to only one surface of the vibration plate. Of course.
1 圧電型振動素子
5 振動板
7 積層圧電体
13A 第1の表面電極層
13B 第2の内部電極層
13C 第1の内部電極層
13D 第2の表面電極層
15A〜15C 圧電セラミック層
17A 第1の電気的接続手段
17B 第2の電気的接続手段
19 第1の孔
21 第1の導電部
23 第2の孔
25 第2の導電部
27 極性判別マーク
43 基本積層体
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第1の表面電極層と前記内部電極層に含まれる1以上の第1の内部電極層とを接続する第1の電気的接続手段と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第2の表面電極層と前記内部電極層に含まれる1以上の第2の内部電極層とを接続する第2の電気的接続手段とを備える積層圧電体であって、
前記第1の電気的接続手段は、前記第1の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第2の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第1の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる1以上の第1の孔と、前記第1の表面電極層と連続して形成されて前記1以上の第1の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記1以上の第1の内部電極層の一部分と接続される1以上の第1の導電部とから構成され、
前記第2の電気的接続手段は、前記第2の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第1の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第2の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる1以上の第2の孔と、前記第2の表面電極層と連続して形成されて前記1以上の第2の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記1以上の第2の内部電極層の一部分と接続される1以上の第2の導電部とから構成され、
前記第1の表面電極層及び前記1以上の第1の導電部並びに前記第2の表面電極層及び前記1以上の第2の導電部は、電極ペーストの焼結体を用いて形成されており、
前記1以上の第1の内部電極層は、前記第1の導電部の中間部に接続される1つの第1の中間電極層と、前記第1の導電部の端部に接続される第1の端部側電極層とを含んでおり、
前記1以上の第2の内部電極層は、前記第2の導電部の中間部に接続される1つの第2の中間電極層と、前記第2の導電部の端部に接続される第2の端部側電極層とを含んでおり、
前記第1の孔及び前記第2の孔は、前記1つの第1の中間電極層及び前記1つの第2の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する環状接続部を形成するように、開口部から前記積層圧電体の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成されており、
前記第1の導電部及び前記第2の導電部は、前記第1の孔内及び前記第2の孔内の各前記環状接続部にそれぞれ接続されており、
前記第1の孔及び前記第2の孔は、前記環状接続部の外側輪郭が円形になり、内側輪郭が楕円形になるように、前記第1の表面電極層及び前記第2の表面電極層と前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層と前記第1の端部側電極層及び前記第2の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有していることを特徴とする積層圧電体。 The electrode layers and the piezoelectric ceramic layers are alternately stacked, and the two electrode layers, which are configured by polarization treatment in the stacking direction and located on both sides of the stacking direction, are the first surface electrode layer and the second electrode layer, respectively. A laminate having a layer structure in which a plurality of the electrode layers located inside constitute an internal electrode layer,
First electrical connection means for connecting one or more of the first inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the first surface electrode layer so as to have different polarities alternately When,
Second electrical connection means for connecting one or more of the second inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the second surface electrode layer so as to have different polarities alternately A laminated piezoelectric body comprising:
The first electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and is opposed to the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the one or more first electrode layers are formed continuously with the first surface electrode layer. And one or more first conductive portions that extend along the inner wall of the first hole and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole,
The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the second surface electrode layer are continuously formed. One or more second conductive parts extending along the inner wall of the second hole and connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole,
It said first surface electrode layer and the one or more first conductive portion and said second surface electrode layer and of the one or more second conductive portion is formed by using a sintered body of the electrode paste ,
The one or more first internal electrode layers include a first intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the first conductive portion and a first portion connected to an end portion of the first conductive portion. And an end-side electrode layer of
The one or more second internal electrode layers include one second intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the second conductive portion and a second portion connected to an end portion of the second conductive portion. And an end-side electrode layer of
The first hole and the second hole have an annular connection portion in which a part of each of the one first intermediate electrode layer and the one second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole. As it is formed, the cross-sectional area is gradually reduced as it goes from the opening toward the inside of the multilayer piezoelectric body,
The first conductive portion and the second conductive portion are connected to the annular connection portions in the first hole and the second hole, respectively.
In the first hole and the second hole, the first surface electrode layer and the second surface electrode layer are formed such that an outer contour of the annular connection portion is circular and an inner contour is elliptical. A large-diameter portion respectively positioned between the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, the first intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and the first end portion A laminated piezoelectric material comprising a small-diameter portion positioned between a side electrode layer and the second end-side electrode layer .
前記第2の電気的接続手段は、複数の前記第2の孔と複数の前記第2の導電部とから構成され、
前記複数の第1の孔及び前記複数の第2の孔は、前記積層体の前記短辺にそれぞれ沿って形成されていることを特徴とする請求項2に記載の積層圧電体。 The first electrical connection means includes a plurality of the first holes and a plurality of the first conductive portions.
The second electrical connection means includes a plurality of the second holes and a plurality of the second conductive portions,
The multilayer piezoelectric body according to claim 2 , wherein the plurality of first holes and the plurality of second holes are respectively formed along the short sides of the multilayer body.
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第1の表面電極層と前記内部電極層に含まれる1以上の第1の内部電極層とを接続する第1の電気的接続手段と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第2の表面電極層と前記内部電極層に含まれる1以上の第2の内部電極層とを接続する第2の電気的接続手段とを備え、
前記第1の電気的接続手段が、前記第1の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第2の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第1の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる1以上の第1の孔と、前記第1の表面電極層と連続して形成されて前記1以上の第1の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記1以上の第1の内部電極層の一部分と接続される1以上の第1の導電部とから構成され、
前記第2の電気的接続手段が、前記第2の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第1の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第2の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる1以上の第2の孔と、前記第2の表面電極層と連続して形成されて前記1以上の第2の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記1以上の第2の内部電極層の一部分と接続される1以上の第2の導電部とから構成され、
前記1以上の第1の内部電極層が前記第1の導電部の中間部に接続される第1の中間電極層と、前記第1の導電部の端部に接続される第1の端部側電極層とを含み、
前記1以上の第2の内部電極層が前記第2の導電部の中間部に接続される第2の中間電極層と、前記第2の導電部の端部に接続される第2の端部側電極層とを含む積層圧電体の製造方法であって、
前記第1の表面電極層及び前記第2の表面電極層を予め備えておらず、しかも前記1以上の第1の孔及び前記1以上の第2の孔を備え、前記第1の孔及び前記第2の孔が、前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する外側輪郭が円形で内側輪郭が楕円形の環状接続部を形成するように、前記第1の表面電極層及び前記第2の表面電極層と前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層と前記第1の端部側電極層及び前記第2の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有する基本積層体を形成する工程と、
前記基本積層体に対して、前記1以上の第1の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記第1の中間電極層の前記環状接続部と前記第1の端部側電極層の一部分とに接続される1以上の第1の導電部と該1以上の第1の導電部と連続する前記第1の表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程と、
前記基本積層体に対して、前記1以上の第2の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記第2の中間電極層の前記環状接続部と前記第2の端部側電極層の一部分とに接続される1以上の第2の導電部と該1以上の第2の導電部と連続する前記第2の表面電極層とを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程とを具備する積層圧電体の製造方法。 The electrode layer and the piezoelectric ceramic layer are alternately stacked, the polarization process is performed in the stacking direction, and the two electrode layers positioned on both sides of the stacking direction are the first surface electrode layers. And a second surface electrode layer, and a laminate having a layer structure in which a plurality of electrode layers located inside constitute an internal electrode layer;
First electrical connection means for connecting one or more of the first inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the first surface electrode layer so as to have different polarities alternately When,
Second electrical connection means for connecting one or more of the second inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the second surface electrode layer so as to have different polarities alternately And
The first electrical connecting means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the one or more first electrode layers are formed continuously with the first surface electrode layer. And one or more first conductive portions that extend along the inner wall of the first hole and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole,
The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the second surface electrode layer are continuously formed. One or more second conductive parts extending along the inner wall of the second hole and connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole,
A first intermediate electrode layer in which the one or more first internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the first conductive portion; and a first end portion connected to an end portion of the first conductive portion A side electrode layer,
A second intermediate electrode layer in which the one or more second internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the second conductive portion; and a second end portion connected to an end portion of the second conductive portion A method of manufacturing a laminated piezoelectric body including a side electrode layer,
The first surface electrode layer and the second surface electrode layer are not provided in advance, and further include the one or more first holes and the one or more second holes. The second hole has an annular connection portion in which a part of each of the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole and the outer contour is circular and the inner contour is elliptical. A large-diameter portion positioned between the first surface electrode layer and the second surface electrode layer and the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, respectively, Forming a basic laminate having one intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and a small-diameter portion located between the first end portion side electrode layer and the second end portion side electrode layer, respectively; Process,
The annular connection portion and the first end side electrode of the first intermediate electrode layer that extend along the inner wall of the one or more first holes and are exposed in the holes with respect to the basic laminate. One or more first conductive parts connected to a part of the layer and the first surface electrode layer continuous with the one or more first conductive parts are simultaneously formed by the printing technique using the same electrode paste Process,
The annular connection portion and the second end side electrode of the second intermediate electrode layer that extend along the inner wall of the one or more second holes and are exposed in the holes with respect to the basic laminate. Forming at least one second conductive portion connected to a part of the layer and the second surface electrode layer continuous with the one or more second conductive portions simultaneously by a printing technique using an electrode paste; A method for producing a laminated piezoelectric material comprising:
前記積層圧電体は、
電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成され且つ前記積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの前記電極層が第1の表面電極層と第2の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の前記電極層が内部電極層を構成する層構造を有する積層体と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第1の表面電極層と前記内部電極層に含まれる1以上の第1の内部電極層とを接続する第1の電気的接続手段と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第2の表面電極層と前記内部電極層に含まれる1以上の第2の内部電極層とを接続する第2の電気的接続手段とを備えており、
前記第1の電気的接続手段は、前記第1の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第2の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第1の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる1以上の第1の孔と、前記第1の表面電極層と連続して形成されて前記1以上の第1の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記1以上の第1の内部電極層の一部分と接続される1以上の第1の導電部とから構成され、
前記第2の電気的接続手段は、前記第2の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第1の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第2の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる1以上の第2の孔と、前記第2の表面電極層と連続して形成されて前記1以上の第2の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記1以上の第2の内部電極層の一部分と接続される1以上の第2の導電部とから構成され、
前記第1の表面電極層及び前記1以上の第1の導電部並びに前記第2の表面電極層及び前記1以上の第2の導電部は、電極ペーストの焼結体を用いて形成されており、
前記1以上の第1の内部電極層は、前記第1の導電部の中間部に接続される1つの第1の中間電極層と、前記第1の導電部の端部に接続される第1の端部側電極層とを含んでおり、
前記1以上の第2の内部電極層は、前記第2の導電部の中間部に接続される1つの第2の中間電極層と、前記第2の導電部の端部に接続される第2の端部側電極層とを含んでおり、
前記第1の孔及び前記第2の孔は、前記1つの第1の中間電極層及び前記1つの第2の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する環状接続部を形成するように、開口部から前記積層圧電体の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成されており、
前記第1の導電部及び前記第2の導電部は、前記第1の孔内及び前記第2の孔内の各前記環状接続部にそれぞれ接続されており、
前記第1の孔及び前記第2の孔は、前記環状接続部の外側輪郭が円形になり、内側輪郭が楕円形になるように、前記第1の表面電極層及び前記第2の表面電極層と前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層と前記第1の端部側電極層及び前記第2の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有していることを特徴とする圧電型振動素子。 A piezoelectric vibration element in which a laminated piezoelectric body is bonded to at least one surface of a vibration plate,
The laminated piezoelectric body is
The electrode layers and the piezoelectric ceramic layers are alternately stacked, and the two electrode layers, which are configured by polarization treatment in the stacking direction and located on both sides of the stacking direction, are the first surface electrode layer and the second electrode layer, respectively. A laminate having a layer structure in which a plurality of the electrode layers located inside constitute an internal electrode layer,
First electrical connection means for connecting one or more of the first inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the first surface electrode layer so as to have different polarities alternately When,
Second electrical connection means for connecting one or more of the second inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the second surface electrode layer so as to have different polarities alternately And
The first electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and is opposed to the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the one or more first electrode layers are formed continuously with the first surface electrode layer. And one or more first conductive portions that extend along the inner wall of the first hole and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole,
The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the second surface electrode layer are continuously formed. One or more second conductive parts extending along the inner wall of the second hole and connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole,
It said first surface electrode layer and the one or more first conductive portion and said second surface electrode layer and of the one or more second conductive portion is formed by using a sintered body of the electrode paste ,
The one or more first internal electrode layers include a first intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the first conductive portion and a first portion connected to an end portion of the first conductive portion. And an end-side electrode layer of
The one or more second internal electrode layers include one second intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the second conductive portion and a second portion connected to an end portion of the second conductive portion. And an end-side electrode layer of
The first hole and the second hole have an annular connection portion in which a part of each of the one first intermediate electrode layer and the one second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole. As it is formed, the cross-sectional area is gradually reduced as it goes from the opening toward the inside of the multilayer piezoelectric body,
The first conductive portion and the second conductive portion are connected to the annular connection portions in the first hole and the second hole, respectively.
In the first hole and the second hole, the first surface electrode layer and the second surface electrode layer are formed such that an outer contour of the annular connection portion is circular and an inner contour is elliptical. A large-diameter portion respectively positioned between the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, the first intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and the first end portion A piezoelectric vibration element having a small-diameter portion positioned between a side electrode layer and the second end-side electrode layer.
前記第2の電気的接続手段は、複数の前記第2の孔と複数の前記第2の導電部とから構成され、
前記複数の前記第1の孔及び前記複数の前記第2の孔は、前記積層体の前記短辺にそれぞれ沿って形成されていることを特徴とする請求項7に記載の圧電型振動素子。 The first electrical connection means includes a plurality of the first holes and a plurality of the first conductive portions.
The second electrical connection means includes a plurality of the second holes and a plurality of the second conductive portions,
The piezoelectric vibration element according to claim 7 , wherein the plurality of first holes and the plurality of second holes are respectively formed along the short side of the multilayer body.
前記積層圧電体は、
電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成され且つ前記積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの前記電極層が第1の表面電極層と第2の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の前記電極層が内部電極層を構成する層構造を有する積層体と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第1の表面電極層と前記内部電極層に含まれる1以上の第1の内部電極層とを接続する第1の電気的接続手段と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第2の表面電極層と前記内部電極層に含まれる1以上の第2の内部電極層とを接続する第2の電気的接続手段とを備えており、
前記振動板の両面には、両側に配置される二つの前記積層圧電体の一方の積層圧電体の前記第1の表面電極層と他方の積層圧電体の前記第2の表面電極層とがそれぞれ接続されており、
前記第1の電気的接続手段は、前記第1の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第2の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第1の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる1以上の第1の孔と、前記第1の表面電極層と連続して形成されて前記1以上の第1の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記1以上の第1の内部電極層の一部分と接続される1以上の第1の導電部とから構成され、
前記第2の電気的接続手段は、前記第2の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第1の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第2の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる1以上の第2の孔と、前記第2の表面電極層と連続して形成されて前記1以上の第2の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記1以上の第2の内部電極層の一部分と接続される1以上の第2の導電部とから構成されてており、
前記第1の表面電極層及び前記1以上の第1の導電部並びに前記第2の表面電極層及び前記1以上の第2の導電部は、電極ペーストの焼結体を用いて形成されており、
前記1以上の第1の内部電極層は、前記第1の導電部の中間部に接続される1つの第1の中間電極層と、前記第1の導電部の端部に接続される第1の端部側電極層とを含んでおり、
前記1以上の第2の内部電極層は、前記第2の導電部の中間部に接続される1つの第2の中間電極層と、前記第2の導電部の端部に接続される第2の端部側電極層とを含んでおり、
前記第1の孔及び前記第2の孔は、前記1つの第1の中間電極層及び前記1つの第2の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する環状接続部を形成するように、開口部から前記積層圧電体の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成されており、
前記第1の導電部及び前記第2の導電部は、前記第1の孔内及び前記第2の孔内の各前記環状接続部にそれぞれ接続されており、
前記第1の孔及び前記第2の孔は、前記環状接続部の外側輪郭が円形になり、内側輪郭が楕円形になるように、前記第1の表面電極層及び前記第2の表面電極層と前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層と前記第1の端部側電極層及び前記第2の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有していることを特徴とする圧電型振動素子。 A piezoelectric vibration element in which laminated piezoelectric materials are bonded to both surfaces of a diaphragm,
The laminated piezoelectric body is
The electrode layers and the piezoelectric ceramic layers are alternately stacked, and the two electrode layers, which are configured by polarization treatment in the stacking direction and are respectively positioned on both sides of the stacking direction, are the first surface electrode layer and the second layer A laminate having a layer structure in which a plurality of the electrode layers located inside constitute an internal electrode layer,
First electrical connection means for connecting one or more of the first inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the first surface electrode layer so as to have different polarities alternately When,
Second electrical connection means for connecting one or more of the second inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the second surface electrode layer so as to have different polarities alternately And
The first surface electrode layer of one laminated piezoelectric body and the second surface electrode layer of the other laminated piezoelectric body are disposed on both surfaces of the diaphragm, respectively. Connected,
The first electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and is opposed to the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the one or more first electrode layers are formed continuously with the first surface electrode layer. And one or more first conductive portions that extend along the inner wall of the first hole and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole,
The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the second surface electrode layer are continuously formed. And one or more second conductive parts that extend along the inner wall of the second hole and are connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole ,
The first surface electrode layer and the one or more first conductive parts, and the second surface electrode layer and the one or more second conductive parts are formed using a sintered body of electrode paste. ,
The one or more first internal electrode layers include a first intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the first conductive portion and a first portion connected to an end portion of the first conductive portion. And an end-side electrode layer of
The one or more second internal electrode layers include one second intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the second conductive portion and a second portion connected to an end portion of the second conductive portion. And an end-side electrode layer of
The first hole and the second hole have an annular connection portion in which a part of each of the one first intermediate electrode layer and the one second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole. As it is formed, the cross-sectional area is gradually reduced as it goes from the opening toward the inside of the multilayer piezoelectric body,
The first conductive portion and the second conductive portion are connected to the annular connection portions in the first hole and the second hole, respectively.
In the first hole and the second hole, the first surface electrode layer and the second surface electrode layer are formed such that an outer contour of the annular connection portion is circular and an inner contour is elliptical. A large-diameter portion respectively positioned between the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, the first intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and the first end portion A piezoelectric vibration element having a small-diameter portion positioned between a side electrode layer and the second end-side electrode layer.
前記積層圧電体が、
電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成され且つ積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの前記電極層が第1の表面電極層と第2の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の電極層が内部電極層を構成する層構造を有する積層体と、
前記複数の前記電極層が交互に異なる極性になるように前記第1の表面電極層と前記内部電極層に含まれる1以上の第1の内部電極層とを接続する第1の電気的接続手段と、
前記複数の前記電極層が交互に異なる極性になるように前記第2の表面電極層と前記内部電極層に含まれる1以上の第2の内部電極層とを接続する第2の電気的接続手段とを備え、
前記振動板の両面には、両側に配置される二つの前記積層圧電体の一方の積層圧電体の前記第1の表面電極層と他方の積層圧電体の前記第2の表面電極層とがそれぞれ接続され、
前記第1の電気的接続手段が、前記第1の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第2の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第1の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる1以上の第1の孔と、前記第1の表面電極層と連続して形成されて前記1以上の第1の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記1以上の第1の内部電極層の一部分と接続される1以上の第1の導電部とから構成され、
前記第2の電気的接続手段が、前記第2の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第1の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第2の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる1以上の第2の孔と、前記第2の表面電極層と連続して形成されて前記1以上の第2の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記1以上の第2の内部電極層の一部分と接続される1以上の第2の導電部とから構成され、
前記1以上の第1の内部電極層が前記第1の導電部の中間部に接続される第1の中間電極層と、前記第1の導電部の端部に接続される第1の端部側電極層とを含み、
前記1以上の第2の内部電極層が前記第2の導電部の中間部に接続される第2の中間電極層と、前記第2の導電部の端部に接続される第2の端部側電極層とを含む圧電型振動素子の製造方法であって、
前記第1の表面電極層及び前記第2の表面電極層を予め備えておらず、しかも前記1以上の第1の孔及び前記1以上の第2の孔を備え、前記第1の孔及び前記第2の孔が、前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する外側輪郭が円形で内側輪郭が楕円形の環状接続部を形成するように、前記第1の表面電極層及び前記第2の表面電極層と前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、前記第1の中間電極層及び前記第2の中間電極層と前記第1の端部側電極層及び前記第2の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有する基本積層体を形成する工程と、
前記基本積層体に対して、前記1以上の第1の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記第1の中間電極層の前記環状接続部と前記第1の端部側電極層の一部分とに接続される1以上の第1の導電部と該1以上の第1の導電部と連続する前記第1の表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程と、
前記基本積層体に対して、前記1以上の第2の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記第2の中間電極層の前記環状接続部と前記第2の端部側電極層の一部分とに接続される1以上の第2の導電部と該1以上の第2の導電部と連続する前記第2の表面電極層とを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程とを具備する圧電型振動素子の製造方法。 A laminated piezoelectric material is bonded to both sides of the diaphragm,
The laminated piezoelectric material is
The electrode layers and the piezoelectric ceramic layers are alternately laminated, and the two electrode layers, which are configured to be polarized in the lamination direction and are respectively positioned on both sides of the lamination direction, are the first surface electrode layer and the second surface electrode layer. A laminate having a layer structure in which a plurality of electrode layers located inside constitute a surface electrode layer,
First electrical connection means for connecting the first surface electrode layer and one or more first internal electrode layers included in the internal electrode layer so that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. When,
Second electrical connection means for connecting the second surface electrode layer and one or more second internal electrode layers included in the internal electrode layer such that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. And
The first surface electrode layer of one laminated piezoelectric body and the second surface electrode layer of the other laminated piezoelectric body are disposed on both surfaces of the diaphragm, respectively. Connected ,
The first electrical connecting means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the one or more first electrode layers are formed continuously with the first surface electrode layer. And one or more first conductive portions that extend along the inner wall of the first hole and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole,
The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the second surface electrode layer are continuously formed. One or more second conductive parts extending along the inner wall of the second hole and connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole,
A first intermediate electrode layer in which the one or more first internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the first conductive portion; and a first end portion connected to an end portion of the first conductive portion A side electrode layer,
A second intermediate electrode layer in which the one or more second internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the second conductive portion; and a second end portion connected to an end portion of the second conductive portion A method of manufacturing a piezoelectric vibration element including a side electrode layer,
The first surface electrode layer and the second surface electrode layer are not provided in advance, and further include the one or more first holes and the one or more second holes. The second hole has an annular connection portion in which a part of each of the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole and the outer contour is circular and the inner contour is elliptical. A large-diameter portion positioned between the first surface electrode layer and the second surface electrode layer and the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, respectively, Forming a basic laminate having one intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and a small-diameter portion located between the first end portion side electrode layer and the second end portion side electrode layer, respectively; Process,
The annular connection portion and the first end side electrode of the first intermediate electrode layer that extend along the inner wall of the one or more first holes and are exposed in the holes with respect to the basic laminate. One or more first conductive parts connected to a part of the layer and the first surface electrode layer continuous with the one or more first conductive parts are simultaneously formed by the printing technique using the same electrode paste Process,
The annular connection portion and the second end side electrode of the second intermediate electrode layer that extend along the inner wall of the one or more second holes and are exposed in the holes with respect to the basic laminate. Forming at least one second conductive portion connected to a part of the layer and the second surface electrode layer continuous with the one or more second conductive portions simultaneously by a printing technique using an electrode paste; A method for manufacturing a piezoelectric vibration element comprising :
前記極性判別マークに基づいて、前記振動板の両面に第1の表面電極層及び前記第2の表面電極層がそれぞれ接続されるように、前記二つの積層圧電体を前記振動板の両面にそれぞれ接合することを特徴とする請求項11に記載の圧電型振動素子の製造方法。 A polarity determination mark indicating the polarity of the polarization treatment is formed on at least one of the first surface electrode layer and the second surface electrode layer using the printing technique,
Based on the polarity determination mark, the two laminated piezoelectric bodies are respectively disposed on both surfaces of the diaphragm so that the first surface electrode layer and the second surface electrode layer are connected to both surfaces of the diaphragm, respectively. The method of manufacturing a piezoelectric vibration element according to claim 11 , wherein bonding is performed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003409477A JP4617078B2 (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Multilayer piezoelectric body and piezoelectric vibration element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003409477A JP4617078B2 (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Multilayer piezoelectric body and piezoelectric vibration element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005175018A JP2005175018A (en) | 2005-06-30 |
JP4617078B2 true JP4617078B2 (en) | 2011-01-19 |
Family
ID=34730851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003409477A Expired - Fee Related JP4617078B2 (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Multilayer piezoelectric body and piezoelectric vibration element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4617078B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007081276A (en) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Ariose Electronics Co Ltd | Piezoelectric ceramic composite and piezoelectric actuator, piezoelectric horn or piezoelectric buzzer composed of the composite |
DE102011120595A1 (en) * | 2011-12-08 | 2013-06-13 | Bürkert Werke GmbH | Piezo element has contact electrodes that are extended transversely through piezoelectric layers and electrode layers |
JPWO2019078053A1 (en) * | 2017-10-18 | 2020-09-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Piezoelectric device and its manufacturing method |
DE102018127651A1 (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-07 | iNDTact GmbH | Electromechanical converter with a layer structure |
WO2024138554A1 (en) * | 2022-12-29 | 2024-07-04 | 中国科学院光电技术研究所 | Piezoelectric ceramic driving array and surface shape adjusting method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000138400A (en) * | 1998-10-29 | 2000-05-16 | Hitachi Ltd | Stacked electronic component and its manufacture, and element mounting structure in secondary array form and its manufacture |
JP2003178930A (en) * | 2001-12-12 | 2003-06-27 | Kyocera Corp | Manufacturing method for electronic part |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61139112A (en) * | 1984-12-10 | 1986-06-26 | Murata Mfg Co Ltd | Layer-built piezoelectric element capable of frequency adjustment |
JPS63244920A (en) * | 1987-03-30 | 1988-10-12 | Murata Mfg Co Ltd | Electrostrictive effect element |
JPH02113799A (en) * | 1988-10-24 | 1990-04-25 | Murata Mfg Co Ltd | Piezoelectric loudspeaker |
JPH02141096A (en) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Murata Mfg Co Ltd | Piezoelectric loudspeaker |
JPH07221360A (en) * | 1994-02-01 | 1995-08-18 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Manufacture of layered electrostriction/piezoelectric element |
JPH08316542A (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Nippon Cement Co Ltd | Manufacture of laminated piezoelectric actuator |
JP3456108B2 (en) * | 1997-04-22 | 2003-10-14 | 松下電器産業株式会社 | Piezoelectric element and method of manufacturing the same |
-
2003
- 2003-12-08 JP JP2003409477A patent/JP4617078B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000138400A (en) * | 1998-10-29 | 2000-05-16 | Hitachi Ltd | Stacked electronic component and its manufacture, and element mounting structure in secondary array form and its manufacture |
JP2003178930A (en) * | 2001-12-12 | 2003-06-27 | Kyocera Corp | Manufacturing method for electronic part |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005175018A (en) | 2005-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6121718A (en) | Multilayer transducer assembly and the method for the manufacture thereof | |
JP5234008B2 (en) | Multilayer piezoelectric element and piezoelectric pump | |
JP2003031435A (en) | Laminated ceramic electronic component with multiple terminals | |
WO2010035437A1 (en) | Piezoelectric stack | |
US20080170951A1 (en) | Piezoelectric pump | |
JP4725432B2 (en) | Multilayer piezoelectric element and piezoelectric device | |
JP4617078B2 (en) | Multilayer piezoelectric body and piezoelectric vibration element | |
JP2010161286A (en) | Laminated piezoelectric element and method of manufacturing the same | |
JPH11340106A (en) | Laminated ceramic electronic parts and their sorting method | |
JPH0360471A (en) | Production of laminated ceramics | |
CN108462935B (en) | Double-layer piezoelectric ceramic electroacoustic element and preparation method thereof | |
JP5200331B2 (en) | Multilayer piezoelectric element | |
JP4539489B2 (en) | Manufacturing method of multilayer capacitor | |
JP2007228539A (en) | Diaphragm and piezoelectric diaphragm | |
CN113066924B (en) | Thin film piezoelectric sensing element and manufacturing method thereof, sensing device and terminal | |
JP2003209302A (en) | Piezoelectric actuator and manufacturing method therefor | |
JPH03270944A (en) | Laminated type piezoelectric actuator | |
JP2007315958A (en) | Acceleration sensor and method of manufacturing acceleration sensor | |
JP2004207693A (en) | Electronic component | |
JPH02237083A (en) | Laminated piezoelectric element | |
JP2008041991A (en) | Multi-layered piezoelectric actuator element | |
JP4667036B2 (en) | Multilayer piezoelectric vibrator, manufacturing method thereof, and piezoelectric actuator | |
JP2958505B2 (en) | Connection structure between internal electrode and external electrode of multilayer piezoelectric element | |
JP4106122B2 (en) | Manufacturing method of laminated piezoelectric element | |
JPH06314630A (en) | Ceramic-lamination electronic component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061114 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100803 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100930 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101019 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101025 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4617078 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131029 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |